Tài liệu BXL 32 BIT, VI KIẾN TRÚC NetBurst (NetBurst MICRO-ARCHITECTURE) pptx

Một số công nghệ nổi bật được áp dụng trong vi kiến trúc NetBurst như Hyper Pipelined Technology mở rộng số hàng lệnh xử lý, Execution Trace Cache tránh tình trạng lệnh bị chậm trễ khi c

BXL 32 BIT, VI KIẾN TRÚC NetBurst (NetBurst

MICRO-ARCHITECTURE)

BXL Pentium 4

Intel Pentium 4 (P4) là BXL thế hệ thứ 7 dòng x86 phổ thông, được giới thiệu vào tháng 11 năm 2000 P4 sử dụng vi kiến trúc NetBurst có thiết kế hoàn toàn mới so với các BXL cũ (PII, PIII và Celeron sử dụng vi kiến trúc P6) Một số công nghệ nổi bật được áp dụng trong vi kiến trúc NetBurst như Hyper Pipelined Technology mở rộng số hàng lệnh xử lý, Execution Trace Cache tránh tình trạng lệnh bị chậm trễ khi chuyển từ bộ nhớ đến CPU, Rapid Execution Engine tăng tốc

bộ đồng xử lý toán học, bus hệ thống (system bus) 400 MHz

và 533 MHz; các công nghệ Advanced Transfer Cache,

Advanced Dynamic Execution, Enhanced Floating point và Multimedia Unit, Streaming SIMD Extensions 2 (SSE2) cũng được cải tiến nhằm tạo ra những BXL tốc độ cao hơn, khả năng tính toán mạnh hơn, xử lý đa phương tiện tốt hơn Tham khảo thêm thông tin trong bài viết “Pentium 4 trên đường định hình” (TGVT A, số 1/2001, Tr.54)

Pentium 4 đầu tiên (tên mã Willamette) xuất hiện cuối năm

2000 đặt dấu chấm hết cho “triều đại” Pentium III Willamette sản xuất trên công nghệ 0,18 µm, có 42 triệu transistor (nhiều hơn gần 50% so với Pentium III), bus hệ thống (system bus)

400 MHz, bộ nhớ đệm tích hợp L2 256 KB, socket 423 và

478 P4 Willamette có một số tốc độ như 1,3, 1,4, 1,5, 1,6, 1,7, 1,8, 1,9, 2,0 GHz

Ghi chú:

- Socket 423 chỉ xuất hiện trong khoảng thời gian rất ngắn, từ tháng 11 năm 2000 đến tháng 8 năm 2001 và bị thay thế bởi

socket 478.

- Xung thực (FSB) của Pentium 4 là 100 MHz nhưng với công nghệ Quad Data Rate cho phép BXL truyền 4 bit dữ liệu trong

1 chu kỳ, nên bus hệ thống của BXL là 400 MHz

P4 Northwood Xuất hiện vào tháng 1 năm 2002, được sản xuất trên công nghệ 0,13 µm, có khoảng 55 triệu transistor, bộ nhớ đệm tích hợp L2 512 KB, socket 478 Northwood có 3 dòng gồm Northwood A (system bus 400 MHz), tốc độ 1,6, 1,8, 2,0, 2,2, 2,4, 2,5, 2,6 và 2,8 GHz Northwood B (system bus 533 MHz), tốc độ 2,26, 2,4, 2,53, 2,66, 2,8 và 3,06 GHz (riêng 3,06 GHz có hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng Hyper Threading - HT) Northwood C (system bus 800 MHz, tất cả

hỗ trợ HT), gồm 2,4, 2,6, 2,8, 3,0, 3,2, 3,4 GHz

P4 Prescott (năm 2004) Là BXL đầu tiên Intel

sản xuất theo công nghệ 90 nm, kích thước vi

mạch giảm 50% so với P4 Willamette Điều này

cho phép tích hợp nhiều transistor hơn trên cùng

kích thước (125 triệu transistor so với 55 triệu

transistor của P4 Northwood), tốc độ chuyển đổi của transistor nhanh hơn, tăng khả năng xử lý, tính toán Dung lượng bộ nhớ đệm tích hợp L2 của P4 Prescott gấp đôi so với P4 Northwood (1MB so với 512 KB) Ngoài tập lệnh MMX, SSE, SSE2, Prescott được bổ sung tập lệnh SSE3 giúp các ứng dụng xử lý video và game chạy nhanh hơn Đây là giai đoạn “giao thời” giữa socket 478 - 775LGA, system bus 533 MHz - 800 MHz

và mỗi sản phẩm được đặt tên riêng khiến người dùng càng bối rối khi chọn mua

Prescott A (FSB 533 MHz) có các tốc độ 2,26, 2,4, 2,66, 2,8 (socket 478), Prescott 505 (2,66 GHz), 505J (2,66 GHz), 506 (2,66 GHz), 511 (2,8 GHz), 515 (2,93 GHz), 515J (2,93

GHz), 516 (2,93 GHz), 519J (3,06 GHz), 519K (3,06 GHz) sử dụng socket 775LGA

Prescott E, F (năm 2004) có bộ nhớ đệm L2 1 MB (các phiên bản sau được mở rộng 2 MB), bus hệ thống 800 MHz Ngoài tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3 tích hợp, Prescott E, F còn

hỗ trợ công nghệ siêu phân luồng, một số phiên bản sau có hỗ trợ tính toán 64 bit

Dòng sử dụng socket 478 gồm Pentium 4 HT 2.8E (2,8 GHz), 3.0E (3,0 GHz), 3.2E (3,2 GHz), 3.4E (3,4 GHz) Dòng sử dụng socket 775LGA gồm Pentium 4 HT 3.2F, 3.4F, 3.6F, 3.8F với các tốc độ tương ứng từ 3,2 GHz đến 3,8 GHz,

Pentium 4 HT 517, 520, 520J, 521, 524, 530, 530J, 531, 540, 540J, 541, 550, 550J, 551, 560, 560J, 561, 570J, 571 với các tốc độ từ 2,8 GHz đến 3,8 GHz

BXL Celeron

BXL Celeron được thiết kế với mục tiêu dung hòa giữa công nghệ và giá cả, đáp ứng các yêu cầu phổ thông như truy cập Internet, Email, chat, xử lý các ứng dụng văn phòng

Celeron Willamette 128 (2002), bản “rút gọn” từ P4

Willamette, sản xuất trên công nghệ 0,18 µm, bộ nhớ đệm L2

128 KB, bus hệ thống 400 MHz, socket 478 Celeron

Willamette 128 hỗ trợ tập lệnh MMX, SSE, SSE2 Một số BXL thuộc dòng này như Celeron 1.7 (1,7 GHz) và Celeron 1.8 (1,8 GHz)

Celeron NorthWood 128, “rút gọn” từ P4 Northwood, công nghệ 0,13 µm, bộ nhớ đệm tích hợp L2 128 KB, bus hệ thống

400 MHz, socket 478 Celeron NorthWood 128 cũng hỗ trợ các tập lệnh MMX, SSE, SSE2, gồm Celeron 1.8A, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8 tương ứng với các tốc độ từ 1,8

GHz đến 2,8 GHz.

Celeron D (Presscott 256), được xây dựng từ nền tảng P4

Prescott, sản xuất trên công nghệ 90nm, bộ nhớ đệm tích hợp L2 256 KB (gấp đôi dòng Celeron NorthWood), bus hệ thống

533 MHz, socket 478 và 775LGA Ngoài các tập lệnh MMX, SSE, SSE2, Celeron D hỗ trợ tập lệnh SSE3, một số phiên bản sau có hỗ trợ tính toán 64 bit Celeron D gồm 310, 315, 320,

325, 325J, 326, 330, 330J, 331, 335, 335J, 336, 340, 340J,

341, 345, 345J, 346, 350, 351, 355 với các tốc độ tương ứng

từ 2,13 GHz đến 3,33 GHz

Bạn đọc có thể tham khảo các thông số kỹ thuật từng BXL tại http://processorfinder.intel.com/list.aspx?ProcFam=483#

Pentium 4 Extreme Edition

Pentium 4 Extreme Edition (P4EE) xuất hiện vào tháng 9 năm

2003, là BXL được Intel “ưu ái” dành cho game thủ và người dùng cao cấp P4EE được xây dựng từ BXL Xeon dành cho máy chủ và trạm làm việc Ngoài công nghệ HT “đình đám” thời bấy giờ, điểm nổi bật của P4EE là bổ sung bộ nhớ đệm L3 2 MB Phiên bản đầu tiên của P4 EE (nhân Gallatin) sản xuất trên công nghệ 0,13 µm, bộ nhớ đệm L2 512 KB, L3 2

MB, bus hệ thống 800 MHz, sử dụng socket 478 và 775LGA, gồm P4 EE 3.2 (3,2 GHz), P4 EE 3.4 (3,4 GHz)

BXL 64 BIT, VI KIẾN TRÚC NETBURST

P4 Prescott (năm 2004)

Vi kiến trúc NetBurst 64 bit (Extended Memory 64

Technology - EM64T) đầu tiên được Intel sử dụng trong BXL P4 Prescott (tên mã Prescott 2M) Prescott 2M cũng sử dụng

công nghệ 90 nm, bộ nhớ đệm L2 2 MB, bus hệ thống 800 MHz, socket 775LGA Ngoài các tập lệnh MX, SSE, SSE2, SSE3, công nghệ HT và khả năng tính toán 64 bit, Prescott 2M (trừ BXL 620) có hỗ trợ công nghệ Enhanced SpeedStep

để tối ưu tốc độ làm việc nhằm tiết kiệm điện năng Các BXL 6×2 có thêm công nghệ ảo hóa (Virtualization Technology) Prescott 2M có một số tốc độ như P4 HT 620 (2,8 GHz), 630 (3,0 GHz), 640 (3,2 GHz), 650 (3,4 GHz), 660, 662 (3,6 GHz)

và 670, 672 (3,8 GHz)

Prescott Cedar Mill (năm 2006) hỗ trợ các tập lệnh và tính năng tương tự Prescott 2M nhưng không tích hợp

Virtualization Technology Cedar Mill được sản xuất trên công nghệ 65nm nên tiêu thụ điện năng thấp hơn, tỏa nhiệt ít hơn các dòng trước, gồm 631 (3,0 GHz), 641 (3,2 GHz), 651 (3,4 GHz) và 661 (3,6 GHz)

Pentium D (năm 2005)

Pentium D (tên mã Smithfield, 8xx) là BXL lõi kép (dual core) đầu tiên của Intel, được cải tiến

từ P4 Prescott nên cũng gặp một số hạn chế như hiện tượng thắt cổ chai do băng thông BXL ở mức 800 MHz (400 MHz cho mỗi lõi), điện năng tiêu thụ cao, tỏa nhiều nhiệt Smithfield được sản xuất trên công nghệ 90nm, có 230 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2

2 MB (2×1 MB, không chia sẻ), bus hệ thống 533 MHz (805) hoặc 800 MHz, socket 775LGA Ngoài các tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, Smithfield được trang bị tập lệnh mở rộng EMT64 hỗ trợ đánh địa chỉ nhớ 64 bit, công nghệ Enhanced SpeedStep (830, 840) Một số BXL thuộc dòng này như

Pentium D 805 (2,66 GHz), 820 (2,8 GHz), 830 (3,0 GHz),

840 (3,2 GHz)

Cùng sử dụng vi kiến trúc NetBurst, Pentium D (mã Presler, 9xx) được Intel thiết kế mới trên công nghệ 65nm, 376 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2 4 MB (2×2 MB), hiệu năng cao hơn, nhiều tính năng mới và ít tốn điện năng hơn Smithfield Pentium D 915 và 920 tốc độ 2,8 GHz, 925 và 930 (3,0GHz),

935 và 940 (3,2 GHz), 945 và 950 (3,4 GHz), 960 (3,6GHz) Presler dòng 9×0 có hỗ trợ Virtualization Technology

Pentium Extreme Edition (năm 2005)

BXL lõi kép dành cho game thủ và người dùng cao cấp

Pentium EE sử dụng nhân Smithfield, Presler của Pentium D trong đó Smithfield sử dụng công nghệ 90nm, bộ nhớ đệm L2 được mở rộng đến 2 MB (2×1 MB), hỗ trợ tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, công nghệ HT, Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST) và EM64T Pentium 840 EE (3,20 GHz, bus hệ thống 800 MHz, socket 775LGA) là một trong những BXL thuộc dòng này

Pentium EE Presler sử dụng công nghệ 65 nm, bộ nhớ đệm L2 được mở rộng đến 4 MB (2×2 MB), hỗ trợ tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, công nghệ HT, Enhanced Intel SpeedStep Technology (EIST), EM64T và Virtualization Technology Một số BXL thuộc dòng này là Pentium EE 955 (3,46GHz) và Pentium EE 965 (3,73GHz) có bus hệ thống 1066 MHz,

socket 775

BXL 64bit, kiến trúc Core

Tại diễn đàn IDF đầu năm 2006, Intel đã giới thiệu kiến trúc Intel Core với năm cải tiến quan trọng là khả năng mở rộng thực thi động (Wide Dynamic Execution), tính năng quản lý điện năng thông minh (Intelligent Power Capability), chia sẻ

bộ nhớ đệm linh hoạt (Advanced Smart Cache), truy xuất bộ

nhớ thông minh (Smart Memory Access) và tăng tốc phương tiện số tiên tiến (Advanced Digital Media Boost) Những cải tiến này sẽ tạo ra những BXL mạnh hơn, khả năng tính toán nhanh hơn và giảm mức tiêu thụ điện năng, tỏa nhiệt ít hơn so với kiến trúc NetBurst Tham khảo chi tiết kiến trúc Core trong bài viết “Intel Core vi kiến trúc hai nhân chung đệm”, ID: A0605_124

Intel Core 2 Duo

BXL lõi kép sản xuất trên công nghệ 65 nm, hỗ trợ SIMD instructions, công nghệ Virtualization Technology cho phép chạy cùng lúc nhiều HĐH, tăng cường bảo vệ hệ thống trước

sự tấn công của virus (Execute Disable Bit), tối ưu tốc độ BXL nhằm tiết kiệm điện năng (Enhanced Intel SpeedStep Technology), quản lý máy tính từ xa (Intel Active

Management Technology) Ngoài ra, còn hỗ trợ các tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3

Core 2 Duo (tên mã Conroe) có 291 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2 4 MB, bus hệ thống 1066 MHz, socket 775LGA Một

số BXL thuộc dòng này: E6600 (2,4 GHz), E6700 (2,66

GHz) Core 2 Duo (tên mã Allendale) E6300 (1,86 GHz), E6400 (2,13 GHz) có 167 triệu transistor, bộ nhớ đệm L2 2MB, bus hệ thống 1066 MHz, socket 775LGA E4300 (1,8 GHz) xuất hiện năm 2007 có bộ nhớ đệm L2 2 MB, bus 800 MHz, không hỗ trợ Virtualization Technology

Core 2 Extreme

BXL lõi kép dành cho game thủ sử dụng kiến trúc Core, có nhiều đặc điểm giống với BXL Core 2 như công nghệ sản xuất 65 nm, hỗ trợ các công nghệ mới Enhanced Intel

SpeedStep Technology, Intel x86-64, Execute Disable Bit,

Intel Active Management, Virtualization Technology, Intel Trusted Execution Technology… các tập lệnh MMX, SSE, SSE2, SSE3, SSSE3

Core 2 Extreme (tên mã Conroe XE) (tháng 7 năm 2006) với đại diện X6800 2,93 Ghz, bộ nhớ đệm L2 đến 4 MB, bus hệ thống 1066 MHz, socket 775LGA

Cuối năm 2006, con đường phía trước của BXL tiếp tục rộng

mở khi Intel giới thiệu BXL 4 nhân (Quad Core) như Core 2 Extreme QX6700, Core 2 Quad Q6300, Q6400, Q6600 và BXL 8 nhân trong vài năm tới Chắc chắn những BXL này sẽ thỏa mãn nhu cầu người dùng đam mê công nghệ và tốc độ